I miRNA oltre ad essere rilasciati all’interno delle cellule si trovano anche a livello dei fluidi biologici, quali siero, plasma, urine, saliva in forma libera o all’interno di vescicole; tutte queste forme di cmiRNA circolanti sono altamente stabili nel plasma e negli altri liquidi corporei [161].
Questa stabilità (che permette ai miRNA di resistere a livelli di pH e di temperatura molto alti o molto bassi e di essere conservati
Figura 10. Biogenesi dei mirtrons. (Kim, Nat Rev Molecular cell Biology 2009).
senza essere danneggiati per molti anni) probabilmente è data dal fatto che sono inglobati all’interno di strutture, complessi di lipoproteine, microvescicole o esosomi [162], della dimensione di 30-100 nm, contenenti miRNA, mRNA e proteine, che li proteggono dalla degradazione ad opera delle RNAsi.
Studi effettuati sui cmiRNA hanno dimostrato che possono essere complessati non solo all’interno di esosomi o intrappolati all’interno di corpi apoptotici, ma anche complessati con le proteine Argonauta 2 (AGO2) o in associazione a lipoproteine ad alta densità (HDL) [Figura 11]; tuttavia, se i complessi HDL-miRNA costituiscono solo una minima parte del totale dei miRNA circolanti, al contrario i miRNA associati alla proteina AGO2 rappresentano la maggiore parte dei miRNA extracellulari. A tal proposito è stato ipotizzato che i complessi AGO2- ribonucleoproteici vengono rilasciati passivamente da tutte le cellule dopo il verificarsi di necrosi o apoptosi e rimangono inalterati nell’ambiente extracellulare grazie all'elevata stabilità delle proteine AGO2 [163]. Sebbene sia stato ipotizzato che i miRNA inglobati all’interno degli esosomi siano coinvolti nella comunicazione intercellulare, molti miRNA extracellulari potrebbero essere, in realtà, sottoprodotti di cellule morte, che
rimangono nello spazio extracellulare grazie all’alta stabilità delle proteina Ago2 e al complesso Ago2-miRNA.
In generale, qualunque sia il meccanismo con il quale siano secreti, risulta comunque evidente che i cmiRNA nei fluidi corporei e nei compartimenti fluidi extracellulari abbiano un effetto simile a quello degli ormoni, agendo a distanza dalle cellule che li hanno prodotti [164].
Figura 11. miRNA extracellulari: possono essere associati unicamente alla proteina AGO oppure incapsulat in microvescicole, in particelle HDL o intrappolati in corpi apoptotici. Tratta da: (Turchinovich A. et al 2013)
miRNA e Demenze
Negli ultimi anni sono stati effettuati numerosi studi sulle alterazioni dell’espressione dei miRNA in molte malattie. Molteplici sono infatti i lavori compiuti sul ruolo dei miRNA nello sviluppo del cervello, nei processi di normale invecchiamento cerebrale, e soprattutto sui vari disturbi neurologici [165].Evidenze recenti suggeriscono un potenziale coinvolgimento dei miRNA nella neurodegenerazione, confermando la loro importanza nelle funzioni e nelle patologie del SNC . [166, 167].
Gli studi condotti da Sheinerman et al (2013) avvalorano l’ipotesi che la degenerazione dei neuroni e delle sinapsi, che è alla base dei processi patologici delle malattie neurodegenerative e prima ancora del MCI, possono essere identificate in vitro attraverso l’analisi quantitativa di cmiRNA.
Come detto in precedenza, l’AD rappresenta la forma più comune di demenza e per tale ragione negli ultimi anni i gruppi di ricerca che si sono focalizzati sull’indagare circa un possibile coinvolgimento dei miRNA nell’AD sono stati numerosi. I miRNA giocherebbero un ruolo chiave nei quattro processi fondamentali
nell’insorgenza dell’AD: accumulo di amiloide-β, tossicità tau- dipendente, infiammazione, morte neuronale [168].
Diversi sono i miRNA la cui espressione risulta essere alterata nei soggetti affetti da Alzheimer. Tra questi, vi è il gruppo di miR-15/107 che, tra le varie funzioni, ha quella di regolare i geni APP, responsabili della produzione della proteina precursore amiloide (APP), e BACE1, che codifica un enzima coinvolto nella trasformazione della proteina APP nel prodotto finale β-amiloide, alcuni membri della famiglia Let-7 (let-7f, let-7b e let-7i), miR-9, miR-181 e miR-29 [169], che sembrano coinvolti nell’infiammazione e nella risposta immunologica, processi che precedono l’insorgenza dell’AD [123]. Il miR107 e altri membri di questo gruppo, inoltre, regolano fortemente l’espressione del gene della progranulina, le cui mutazioni sono causa di demenza frontotemporale (FTLD) [170].
La deregolazione dei miRNA nel SNC può influire su una vasta gamma di funzioni cellulari, che non si limitano esclusivamente alla eziopatogenesi dell' AD. L'identificazione di miRNA omologhi nelle diverse condizioni neurologiche può indicare percorsi comuni di disfunzione neuronale e degenerazione. Ad esempio, la sovraespressione di miR-181b nella schizofrenia, o
let-7 e miR-125b nella Sindrome di Down, è stata osservata anche in sporadici pazienti AD: ciò può indicare meccanismi comuni di malattia [148]. Queste osservazioni indicano che i processi neurodegenerativi potrebbero essere il risultato dell’alterazione di diverse pathways cellulari, nelle quali i miRNA possono giocare un ruolo significativo come elemento unificante fenotipi molto eterogenei.
Ulteriori prove riguardanti la regolazione dei microRNA nei processi di neurodegenerazione è data dal lavoro di Delay et al del 2011, grazie al quale risulta evidente come una mutazione a carico del sito di legame del miRNA può bloccarne il legame con il suo bersaglio, o crearne illegittimi, contribuendo così in modo significativo al rischio per le malattie neurodegenerative.
Attualmente in letteratura è possibile reperire numerosi studi che hanno focalizzato la loro attenzione sulla possibilità di utilizzare i miRNA sierici come marcatori di neurodegenerazione, ed in particolare di AD, considerandone l’alterata espressione.[123,125,171]. Tuttavia, ad oggi questo approccio non è stato applicato alla VAD. Nel presente studio si è cercato di tracciare il profilo di espressione dei miRNA plasmatici di pazienti
VaD rispetto ad NCs ed i risultati sono stati confrontati con quelli ottenuti da una coorte di pazienti con AD.